TW201843001A - 雷射剝除裝置及雷射剝除方法 - Google Patents
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Abstract
本發明具備有:雷射射出部,係藉由脈衝控制來使能量比相異之複數雷射光的振盪時間點錯開,而從不同的光線路徑接連射出能量大的第1雷射光與能量小的第2雷射光;光學系統,係將第1雷射光與第2雷射光引導至同一光線路徑,而依據振盪時間點的時間差,來合成為具有複數波峰之脈衝波形的雷射光,並使所合成之雷射光成為線束而引導至積層體的照射區域;搬送機構,係使積層體在水平面內移動;以及控制部,係使積層體依序移動,且為了在預先設定的時間點將線束照射在積層體的照射區域,會統合雷射射出部與搬送機構來加以控制。藉此,便可抑制污染物質附著在被剝離層來加以剝離。
Description
本發明係關於一種對剝離用基板與積層於該基板的一面之被剝離物所構成的積層體,從基板的另一面來照射脈衝振盪所致之雷射光,以將基板與被剝離層加以剝離之雷射剝除(Laser Lift-Off)裝置及雷射剝除方法。
傳統的雷射剝除所應用之剝離方法係對例如於透光性基板積層有包含了含氫之非晶矽所構成的光吸收層之分離層,且於該分離層積層有被剝離層之積層體,從基板的內面側照射雷射光而在光吸收層發生消融來使分離層發生剝離,以使被剝離層自基板脫離(例如參閱日本特開平10-125929號公報)。
此處,上述剝離方法中,已知會因雷射照射而引發消融來釋放出氫,並成為氫氣而於分離層產生壓力,則被剝離層會因該壓力而自分離層剝離。
但傳統的剝離方法中,必須使照射面處的雷射光能量(脈衝能量)為會使光吸收層產生氫氣來開始雷射剝除之能量(以下稱作「剝離閾值」。)以上,另一方面,最好是小於雷射強度會隨著能量增加而上升,便導致被剝離層破損,或是在光吸收層內發生剝離,而該光吸收層的一部分會成為污染物質並附著在被剝離層之能量(以下稱作「污染閾值」。)。於是,雷射剝除中便必須將雷射光的能量控制為剝離閾值以上且小於污染閾值。然而,傳統的剝離方法中,會有剝離閾值與污染閾值的能量範圍容易變得狹窄之問題。
因此,本發明有鑑於上述般的問題點,其目的為提供一種藉由擴大剝離閾值與污染閾值的能量範圍,如此便可抑制污染物質附著在被剝離層來加以剝離之雷射剝除裝置及雷射剝除方法。
為達成上述目的,本發明之雷射剝除裝置係對剝離用基板與積層於該基板的一面之被剝離層所構成的積層體,從該基板的另一面照射脈衝振盪所致之雷射光,以使該基板與該被剝離層的邊界面處產生剝離之雷射剝除裝置,具備有:雷射射出部,係藉由脈衝控制來使能量比相異之複數雷射光的振盪時間點錯開,而從不同的光線路徑接連射出能量大的第1雷射光與能量小的第2雷射光;光學系統,係將該第1雷射光與該第2雷射光引導至同一光線路徑,而依據該振盪時間點的時間差,來合成為具有複數波峰之脈衝波形的雷射光,並使所合成之雷射光成為線束而引導至該積層體的照射區域;搬送機構,係使該積層體在水平面內移動;以及控制部,係使該積層體依序移動,且為了在預先設定的時間點將該線束照射在該積層體的該照射區域,會統合該雷射射出部與該搬送機構來加以控制。
又,本發明之雷射剝除方法係對剝離用基板與積層於該基板的一面之被剝離層所構成的積層體,從該基板的另一面照射脈衝振盪所致之雷射光,以使該基板與該被剝離層的邊界面處產生剝離之雷射剝除方法;藉由脈衝控制來使能量比相異之複數雷射光的振盪時間點錯開,而從不同的光線路徑接連射出能量大的第1雷射光與能量小的第2雷射光;將該第1雷射光與該第2雷射光引導至同一光線路徑,而依據該振盪時間點的時間差,來合成為具有複數波峰之脈衝波形的雷射光,並使所合成之雷射光成為線束而引導至該積層體的照射區域;使該積層體依序移動,且為了在預先設定的時間點將該線束照射在該積層體的該照射區域,會統合從該不同的光線路徑來射出該第1雷射光與該第2雷射光之處理以及使該積層體在水平面內移動之搬送處理來加以控制。
依據本發明,由於係使上述所合成之雷射光成為線束來照射在積層體的照射區域,故可擴大上述剝離閾值與上述污染閾值的能量範圍。然後,縱使是在能量範圍經擴大後的區域中,仍可抑制污染到被剝離層的情況。
100‧‧‧雷射剝除裝置
1‧‧‧積層體
2‧‧‧雷射射出部
3‧‧‧光學系統
4‧‧‧搬送機構
5‧‧‧控制部
21‧‧‧第1雷射頭
22‧‧‧第2雷射頭
23‧‧‧第1雷射電源
24‧‧‧第2雷射電源
25‧‧‧脈衝產生器
26‧‧‧脈衝延遲控制部
31‧‧‧鏡體
33‧‧‧偏光分束器
33‧‧‧線束生成用光學系統
A‧‧‧箭頭
圖1係顯示本發明之雷射剝除裝置一例之結構圖。
圖2係顯示積層體一例之示意圖。
圖3係用以說明朝積層體之線束的照射方向及積層體的搬送方向之圖式。
圖4係顯示本發明的脈衝波形一例之說明圖。
圖5係用以說明本發明之雷射剝除方法的剝離製程之示意圖。
圖6係顯示比較例的脈衝波形一例之說明圖。
圖7係用以說明比較例的剝離製程之示意圖。
圖8係顯示本發明之剝離與污染的關係之說明圖。
圖9係顯示比較例之剝離與污染的關係之說明圖。
以下,依據添附圖式來針對本發明之實施型態詳細地說明。
圖1係顯示本發明之雷射剝除裝置一例之結構圖。雷射剝除裝置100會對剝離用基板與積層在該基板的一面上之被剝離層所構成的積層體1,從基板的另一面來照射脈衝的雷射光,以使基板與被剝離層的邊界面處發生剝離。有關積層體1的構成,將使用圖2來詳述於後。雷射剝除裝置100係具備有雷射射出部2、光學系統3、搬送機構4及控制部5。
雷射射出部2會以預先設定的間隔來射出脈衝振盪所致之雷射光,係具備有第1雷射頭21、第2雷射頭22、第1雷射電源23、第2雷射電源24、脈衝產生器25及脈衝延遲控制部26。雷射射出部2係使用例如波長為355nm(第三高諧波)的YAG(Yttrium Aluminum Garnet)雷射來射出雷射光。此外,雷射射出部2中,雖係採用YAG雷射,但不限於此,而亦可採用例如為紫外區域的雷射之波長308nm的準分子雷射。
第1雷射頭21及第2雷射頭22為例如燈式激發型的YAG雷射裝置,第1雷射頭21會從第1雷射電源23受到控制,第2雷射頭22會從第2雷射電源24受到控制。第1雷射電源23及第2雷射電源24係藉由會接收來 自控制部5的控制訊號來進行例如快門的開閉,或是設定雷射輸出值來對第1雷射頭21及第2雷射頭22供應電力。亦即,第1雷射頭21及第2雷射頭22可藉由獨立地受到控制來射出不同能量比之脈衝波形的雷射光。
此外,本實施型態中,為了合成第1雷射光與第2雷射光,較佳宜合成相互正交之偏光成分的雷射光。具體來說,圖1所示之裝置構成的情況,雷射射出部2亦可將第1雷射光作為例如具有S波的偏光成分之雷射脈衝來射出,並將第2雷射光作為例如具有P波的偏光成分之雷射脈衝來射出。或是,當第1雷射光與第2雷射光從第1雷射頭21及第2雷射頭22被射出後,亦可使用偏光元件等來使其偏光。
此處,第1雷射電源23及第2雷射電源24係構成為可藉由從脈衝產生器25接收同步訊號,來從第1雷射頭21及第2雷射頭22同時地射出雷射光(雷射脈衝)。其中,本實施型態中,係構成為會藉由使雷射光的射出時間點錯開之脈衝延遲控制部26,首先,從第1雷射頭21射出第1雷射光,接著,經過預先設定的延遲時間後,從第2雷射頭22射出第2雷射光。此錯開雷射振盪的時間點之處理係藉由從第2雷射電源24朝第2雷射頭22輸出公知的Q開關訊號而實行。亦即,雷射射出部2係藉由脈衝控制來使振盪時間點錯開,藉此從不同的光線路徑來接連射出能量比相異之雷射光中能量大的第1雷射光與能量小的第2雷射光。
光學系統3係具備有例如鏡體31、偏光分束器32及線束生成用光學系統33等光學元件。鏡體31會使第1雷射光反射,並將第1雷射光與第2雷射光引導至同一光線路徑。
偏光分束器32會將複數雷射光合成至同軸光線路徑上。具體來說,偏光分束器32會將入射而來的第1雷射光與入射而來的第2雷射光,依據脈衝延遲控制部26所致之振盪時間點的時間差,來合成為具有2個波峰之脈衝波形的雷射光。
線束生成用光學系統33會將偏光分束器32所合成之脈衝波形的雷射光整形為線束而引導至積層體1的照射位置。線束生成用光學系統33係包含有以下光學元件(皆省略圖示),例如會擴張束徑之擴束器、會提高束徑內之輝度分佈的均勻性之蠅眼透鏡、以及會將雷射光整形為線束之柱狀透鏡。 此外,會聚光在單軸方向之柱狀透鏡的情況,係配置為柱狀透鏡的圓柱軸會與搬送機構4的基板搬送方向呈交叉。
搬送機構4會使積層體1在水平面內移動,具體來說,係將積層體1載置於台座上而往一方向(箭頭A方向)以例如一定的速度來搬送,或是依需要而步進移動。此處,搬送機構4係具備有台座控制部(省略圖示),會依據來自控制部5的控制訊號,而藉由台座控制部來使台座上所載置之積層體1移動。此外,搬送機構4可使用公知的搬送機構。本實施型態中,係針對以從後述剝離基板10側來照射雷射光之方式,而將積層體1載置於台座上來加以搬送之情況加以說明。
控制部5為了使積層體1依序移動,而在預先設定的時間點將線束照射在積層體1的照射區域,會統合雷射射出部2與搬送機構4來加以控制。控制部5可藉由例如電腦來實現。此情況下,電腦係具備有處理器、記憶體、輸入裝置、通訊介面、顯示裝置等。此外,控制部5為了將控制訊號傳送至雷射射出部2與搬送機構4,係藉由通訊線路而被加以連接。此處,記憶體係記憶有用以實行本發明雷射剝除方法之程式,控制部5例如會依據該程式來統合雷射射出部2與搬送機構4而加以控制。
圖2係顯示積層體一例之示意圖。積層體1係由剝離基板10與被剝離層11所構成。然後,剝離基板10係具有基板10a與剝離層10b,被剝離層11係具有樹脂膜11a與元件11b。作為一具體的構造,積層體1係具有具透光性之面狀基板10a;由積層在基板10a的一面而含有氫之非晶矽膜(非晶矽)所構成,且會因雷射照射來釋放出氫氣而引發剝離作用之剝離層10b;以及積層在該剝離層10b而包含有樹脂膜11a及元件11b之被剝離層11。剝離基板10為會因雷射光的照射而在預先設定之邊界面處將多層膜剝離之剝離用基板一例,其本身可作為製品來做販售。
此外,「剝離層」之用語會有被稱作「犧牲層」或「光吸收層」的情況。基板10a為例如透明的玻璃基板。玻璃的材質亦可為例如石英或藍寶石。
有關剝離層10b,使非晶矽膜含有氫之方法已知有例如可藉由電漿化學氣相沉積(Plasma Enhanced Chemical Vapor Deposition:PECVD)法來針對作為原料之單矽烷(SiH4)氣體,使氫(H2)氣與AR氣體等非活性氣體的濃度比 成為預先設定的值,藉此來製作包含有對應於該濃度比的氫之非晶矽膜。此情況下,可適當地設定PECVD法中之其他控制參數(例如基板溫度、投入電力等)的條件。此外,剝離層10b的一膜厚例為100nm。
又,積層體1中,樹脂膜11a亦可藉由塗佈在剝離基板10來加以積層。樹脂膜11a係被使用於例如有機EL(Electroluminescence)等顯示面板。該樹脂膜11a上係積層有有機EL用的元件11b。該元件11b係包含有構成有機EL顯示器的畫素之RGB各色的有機EL發光層。有機EL的發光層係藉由例如真空蒸鍍而被加以積層。
亦即,積層體1係以包含有剝離層10b或樹脂膜11a之多層膜的階層構造來加以形成。此外,積層體1中之樹脂膜11a或有機EL用的元件11b係例如購入剝離基板10而由業者所製作者。然後,最終地,藉由在樹脂膜11a與剝離層10b的邊界面處發生剝離,來使自積層體1使剝離基板10被取下者成為製品。本實施型態中,係將樹脂膜11a及積層在較其要上層者稱作被剝離層11。但以下之圖3、圖5及圖7的說明中,為了容易掌握本發明的特徵,關於被剝離層11則僅以樹脂膜11a來加以圖示。以下,便針對如何在不會污染到被剝離層11的最下層(即樹脂膜11a),來使該樹脂膜11a與剝離層10b的邊界面處發生剝離之情況,繼續做說明。
此處,本實施型態中之雷射光的能量、雷射脈衝寬幅、重複頻率等雷射照射的控制參數係設定為可藉由將雷射光照射在含有氫之非晶矽膜而多晶矽化之雷射退火,來使剝離層10b所含的氫作為氫氣而釋放出之值。此設定可適當地依實驗來決定為適當值。此外,如專利文獻1所述,雷射剝除的工序中,雖可藉由雷射光所致之消融來進行雷射剝除,但會依存於雷射照射的控制參數而導致被剝離層11容易受到污染。因此,本實施型態中,係考慮了雷射照射的控制參數來進行雷射退火,同時亦擴大上述剝離閾值與上述污染閾值的能量範圍。藉此,則被剝離層11便不易受到污染。細節將使用圖4、5來敘述於後。
接下來,針對依上述方式所構成之雷射剝除裝置100的動作及使用該裝置之雷射剝除方法來加以說明。
圖3係用以說明朝積層體之線束的照射方向及積層體的搬送方向之圖 式。為了可從剝離基板10側來將合成的雷射光所產生之線束LB照射在積層體1,該積層體1係被載置於搬送機構4的台座(省略圖示)。此情況下,雷射剝除方法中,例如係使積層體1一邊往箭頭A方向移動一邊朝向剝離層10b照射線束LB,最終地遍布整面來照射而自剝離基板10將樹脂膜11a剝離。以下,繼續具體地說明。
打開圖1所示之雷射剝除裝置100的電源而轉移至可照射雷射之準備狀態後,控制部5會透過輸入裝置來接收作業員所輸入之開始雷射剝除動作的指示。於是,雷射剝除裝置100中,首先,控制部5會對搬送機構4傳送搬送台座之控制訊號來開始將較線束LB的照射位置要位在上游側位置之積層體1往上述箭頭A方向(從上游側往下游側)搬送之處理。此係為了可一邊使積層體1移動,一邊從基板10a的內面側來依序照射具有預先設定的線幅之線束LB。
然後,雷射剝除裝置100中,為了將積層體1對位於線束LB的照射位置而具有攝影機構(省略圖示),該攝影機構係相對於搬送方向,而在較線束LB的照射位置要上游側之位置處來檢測積層體1的移動。於是,攝影機構便會依據積層體1的拍攝影像來檢測積層體1最先成為被照射到線束LB的區域之端部(圖3所示之積層體1的左側端部)。以下,便將圖3中之積層體1的左側端部稱作第1端部,而將積層體1的右側端部稱作第2端部。
檢測出積層體1的第1端部後,以其作為觸發,控制部5便會開始計算積層體1之移動距離。然後,當積層體1移動預先設定的距離,而使第1端部對齊於線束LB的成像位置(雷射照射位置)後,控制部5會藉由對雷射射出部2的第1雷射電源23及第2雷射電源24傳送開始雷射照射之控制訊號,來打開第1雷射頭21及第2雷射頭22的快門(省略圖示),而分別射出第1雷射光及第2雷射光。圖3係顯示第1端部對齊於上述成像位置之狀態。
圖4係顯示本發明的脈衝波形一例之說明圖。圖4(a)~(c)中,(a)係顯示關於第1雷射之第1脈衝波形,(b)係顯示關於第2雷射之第2脈衝波形,(c)係顯示將第1脈衝波形及第2脈衝波形合成後的脈衝波形。此外,橫軸表示時間,縱軸表示能量。
本實施型態中,係使第1脈衝波形及第2脈衝波形的雷射脈衝寬幅W(FWHM:Full Width Half Maximum)為相同,例如7奈秒(nsec)。但此值可依照射對象之積層體1的材質等來適當地變更。又,脈衝波形的面積表示雷射光的能量,使第1脈衝波形的能量(e1)與第2脈衝波形的能量(e2)的能量比為e1=2×e2。此情況下,圖4(a)的時刻t1中之第1脈衝波形的波峰輸出值(雷射強度)係設定為較圖4(b)的時刻t2中之第2脈衝波形的波峰輸出值要來得高。但會使第1脈衝波形的波峰輸出值不超過污染閾值。
亦即,為了擴大剝離閾值與污染閾值的能量範圍,如圖4(c)所示,由實驗證實了第1脈衝波形的能量(e1)與第2脈衝波形的能量(e2)之能量比,以及第1脈衝波形的波峰與第2脈衝波形的波峰之時間寬幅特別重要。因此,本實施型態中,為了擴大剝離閾值與污染閾值的能量範圍,便依據可獲得顯著的效果之實驗結果,使能量比為e1=2×e2,且第2雷射光相對於第1雷射光的延遲時間(△T)為10奈秒。以下,便依據上述條件來繼續做說明。
回到圖1,回應來自控制部5的指令,從第1雷射頭21會射出具有第1脈衝波形的能量(e1)之第1雷射光。又,從第2雷射頭22會因脈衝延遲控制部26藉由脈衝控制來使振盪時間點錯開10奈秒,而射出具有第2脈衝波形的能量(e2)之第2雷射光。
此外,本實施型態中,雷射射出部2會接收控制部5的指示,而以第1脈衝波形的波峰與第2脈衝波形的波峰之時間寬幅會成為如上述般持續非晶矽的雷射退火之時間間隔的方式來使振盪時間點錯開,以分別射出第1雷射光與第2雷射光。藉此,則本實施型態中,便可抑制污染同時有效率地產生氫氣。
接著,光學系統3中,以鏡體31來使第1雷射光反射後,將第1雷射光與第2雷射光引導至同一光線路徑,偏光分束器32便會藉由合成第1雷射光與第2雷射光來生成例如圖4(c)所示般之脈衝波形的雷射光。此處,所合成之脈衝波形的特徵為由於係對應於延遲時間來使第1脈衝波形與第2脈衝波形錯開後再加以合成,故會成為具有2個波峰的脈衝波形。並且,第1脈衝波形中的波峰輸出值會較第2脈衝波形中的波峰輸出值要來得高。此係意指藉由1次的脈衝雷射照射,會在強度大的雷射光後接連照射強度 弱的雷射光。有關合成為上述般的脈衝波形之優點,將使用圖5、8來敘述於後述。
接下來,所合成之脈衝波形的雷射光會在同一光線路徑行進而入射至線束生成用光學系統33。線束生成用光學系統33中,係在保持所合成之脈衝波形的能量分佈之狀態下來整形為細長狀的線束LB。舉一例,線束生成用光學系統33中,會將積層體1的1次照射區域整形為100×0.4mm2般之細長狀的線束LB。此情況下,照射面(加工面)的能量密度舉一例為180mJ/cm2。
之後,該線束LB係以會聚光在剝離層10b之預先設定的照射區域之方式而從內面側穿透透明的基板10a。藉此,受到線束LB的照射之剝離層10b內便會因雷射退火而釋放出氫氣來引發剝離作用。以下,伴隨著搬送機構4使積層體1移動,則線束LB便會依序照射在剝離層10b。此情況下,對應於積層體1的移動速度與雷射的重複頻率,相同的區域便會被照射複數次的線束LB。此係因為線束LB具有某種程度的線幅之緣故。本實施型態中,舉一例,係使線束LB的重複頻率為每20毫秒(50Hz)。
然後,線束LB朝積層體1的第2端部之照射結束後,控制部5會對雷射射出部2的第1雷射電源23及第2雷射電源24傳送停止雷射照射之控制訊號,藉此來停止雷射光的照射。藉由以上說明的雷射剝除方法,剝離基板10便會自積層體1被取下。以下詳細敘述剝離製程。
圖5係用以說明本發明之雷射剝除方法的剝離製程之示意圖。圖5中,(a)係顯示線束LB照射中的狀態之示意圖。(b)係顯示線束LB被照射在第2端部的狀態之示意圖。(c)係顯示(b)中之剝離層10b的擴大剖視圖。此外,為了易於說明,係針對將線束LB照射在同一照射區域4次之情況來加以說明。此處,(a)所示之剝離層10b內的箭頭係概略地顯示有產生氫氣,該氫氣會朝向剝離層10b與樹脂膜11a的邊界面移動。從(b)所示之剝離層10b延伸至外部之箭頭係表示在剝離層10b與樹脂膜11a的邊界面處發生剝離。(c)所示之剝離層10b內的複數箭頭係概略地顯示所產生之氫氣對樹脂膜11a施加壓力而引發剝離作用之現象。
本實施型態中,圖5(c)中,在1次的照射中,會因雷射退火而使剝離層 10b的一部分區域多晶矽化來形成多晶矽P1。伴隨於其而產生氫氣,氫氣會往樹脂膜11a的界面方向移動。
進一步地,藉由第2次的照射,多晶矽P1的下側區域會多晶矽化而形成多晶矽P2。伴隨於其會產生更多的氫氣。與第1次的照射同樣地,所產生之氫氣會往樹脂膜11a的界面方向移動。以下,同樣地,每當照射同一區域,便會伴隨著多晶矽化而產生氫氣。圖5(c)中,會因線束LB而讓同一區域受到4次照射,便於剝離層10b內形成有多晶矽P1至P4。其結果,由於氫氣的濃度變高,便因氫氣的壓力而在樹脂膜11a與剝離層10b的邊界面處發生剝離。亦即,如圖5(b)所示,當雷射照射結束後,最終地,會遍佈整體而發生樹脂膜11a剝離。於是,本實施型態中,便可抑制污染到包含有樹脂膜11a的被剝離層11之情況。此外,照射在同一區域之次數例如係預先依據實驗結果來決定。
接下來,針對比較例來加以說明。圖6係顯示比較例的脈衝波形一例之說明圖。圖6(a)~(c)中,與圖4相同地,(a)係顯示關於第1雷射之第1脈衝波形,(b)係顯示關於第2雷射之第2脈衝波形,(c)係顯示將第1脈衝波形及第2脈衝波形合成後的脈衝波形。比較例中,係使第1脈衝波形及第2脈衝波形為相同,脈衝延遲控制部26並不會實行延遲控制而是在相同時間點進行照射。此外,在與圖4之比較中,雷射脈衝寬幅W為相同(7奈秒),總能量亦相同。
由圖6(c)可明白得知,若以相同的時間點來合成第1脈衝波形與第2脈衝波形,便會成為具有1個波峰的脈衝波形,該波峰輸出值係高於圖4所示之波峰輸出值。於是,透過線束生成用光學系統33來將上述般脈衝波形的雷射光照射在積層體1時,由實驗結果確認了基板10a與剝離層10b的邊界面處有發生剝離。以下,便針對上述剝離製程來繼續做說明。
圖7係用以說明比較例的剝離製程之示意圖。比較例中,在雷射照射中,總能量雖與本實施型態相同,但能量的波峰輸出值係較圖4(c)要來得高,因此,由實驗結果證實了會容易發生超過污染閾值般的消融。於是,便如圖7(a)所示般,由於消融,會因基板10a與剝離層10b的邊界面處所產生之氫氣而促進剝離,最終地如圖7(b)所示般,成為基板10a與剝離層10b的邊 界面處發生剝離而被污染之結果。基於以上的結果,以下說明本發明之優點。
圖8係顯示本發明之剝離與污染的關係之說明圖。圖9係顯示比較例之剝離與污染的關係之說明圖。圖8、9中,係顯示照射面處之線束LB的加工能量(雷射光的能量),與剝離閾值及污染閾值的關係。圖8、9中,為了於剝離層10b產生氫氣來實行雷射剝除所需的能量(剝離閾值)為相同。圖式中,未剝離狀態與剝離狀態的邊界線表示剝離閾值。本實施型態中,可藉由雷射退火來有效率地進行多晶矽化,藉以擴大剝離閾值與污染閾值的能量範圍。
亦即,本實施型態中,藉由成為圖4(c)所示般之脈衝波形的能量分佈,便會因雷射退火而加熱熔融來再結晶化,藉此形成多晶矽膜。此情況下,雖會伴隨著加熱熔融而產生氫氣,但藉由例如從時刻t1起而冷卻、固化之前,便在時刻t2照射第2波峰值,便可持續加熱熔融來促進多晶矽化,以提高氫氣的產生效率。
相對於此,在比較例中,如上所述,由於能量的波峰輸出值較高,故容易發生會產生污染物質般的消融。本實施型態中,藉由實驗,則可使剝離程度為比較例之±5%至±10%。亦即,係意指本實施型態可較為擴大剝離閾值與污染閾值的能量範圍。
此外,過去,在可撓化顯示器之製造工序的雷射剝除工序中,將聚醯亞胺等膜自玻璃基板剝離時,當對膜導入多餘的雷射能量之情況,則膜的損傷或髒污(污染)會成為不良的原因。
於是,便必須提高加工面處之雷射光能量分佈的均勻性或是降低加工中的雷射能量變動(高穩定性)。於是,傳統的雷射剝除裝置中,便必須要有例如,為了均勻化之複雜的光學系統、配合工件尺寸來用以生成長軸光束的特殊光學系統(長軸透鏡)、或高穩定性的雷射,而有裝置價格變得非常高昂之問題。
依據本發明,藉由改變上述第1雷射光及上述第2雷射光中之雷射脈衝的時間點與其能量比,便可擴大剝離至污染的能量範圍,來實現不易受到污染之加工製程。藉由利用本發明,雷射剝除裝置100中,所要求之上 述能量分佈的均勻性或雷射的穩定性不那麼受到要求,則不需複雜的光學系統、特殊透鏡、或高規格(高穩定性)的雷射,便可降低裝置的價格。
Claims (6)
- 一種雷射剝除裝置,係對剝離用基板與積層於該基板的一面之被剝離層所構成的積層體,從該基板的另一面照射脈衝振盪所致之雷射光,以使該基板與該被剝離層的邊境面處產生剝離之雷射剝除裝置,具備有:雷射射出部,係藉由脈衝控制來使能量比相異之複數雷射光的振盪時間點錯開,而從不同的光線路徑接連射出能量大的第1雷射光與能量小的第2雷射光;光學系統,係將該第1雷射光與該第2雷射光引導至同一光線路徑,而依據該振盪時間點的時間差,來合成為具有複數波峰之脈衝波形的雷射光,並使所合成之雷射光成為線束而引導至該積層體的照射區域;搬送機構,係使該積層體在水平面內移動;以及控制部,係使該積層體依序移動,且為了在預先設定的時間點將該線束照射在該積層體的該照射區域,會統合該雷射射出部與該搬送機構來加以控制。
- 如申請專利範圍第1項之雷射剝除裝置,其中該積層體具有:面狀之基板,係具透光性;剝離層,係積層於該基板的一面而由含有氫之非晶矽所構成,會藉由雷射照射來釋放出氫氣而引發剝離作用;以及被剝離層,係包含有積層於該剝離層之樹脂膜。
- 如申請專利範圍第2項之雷射剝除裝置,其中該雷射射出部會將該振盪時間點錯開,以使該第1雷射光之脈衝波形的波峰與該第2雷射光之脈衝波形的波峰之時間寬幅成為會持續該非晶矽的雷射退火之時間間隔,來分別射出該第1雷射光與該第2雷射光。
- 如申請專利範圍第3項之雷射剝除裝置,其中該雷射射出部會將該振盪時間點錯開,以使該第1雷射光的能量成為該第2雷射光之能量的2倍而作為該能量比,且該時間寬幅為10奈秒,來分別射出該第1雷射光與該第2雷射光。
- 一種雷射剝除方法,係對剝離用基板與積層於該基板的一面之被剝離層所構成的積層體,從該基板的另一面照射脈衝振盪所致之雷射光,以 使該基板與該被剝離層的邊境面處產生剝離之雷射剝除方法;藉由脈衝控制來使能量比相異之複數雷射光的振盪時間點錯開,而從不同的光線路徑接連射出能量大的第1雷射光與能量小的第2雷射光;將該第1雷射光與該第2雷射光引導至同一光線路徑,而依據該振盪時間點的時間差,來合成為具有複數波峰之脈衝波形的雷射光,並使所合成之雷射光成為線束而引導至該積層體的照射區域;使該積層體依序移動,且為了在預先設定的時間點將該線束照射在該積層體的該照射區域,會統合從該不同的光線路徑來射出該第1雷射光與該第2雷射光之處理以及使該積層體在水平面內移動之搬送處理來加以控制。
- 如申請專利範圍第5項之雷射剝除方法,其中該積層體具有:面狀之基板,係具透光性;剝離層,係的積層於該基板的一面而由含有氫之非晶矽所構成,會藉由雷射照射來釋放出氫氣而引發剝離作用;以及被剝離層,係包含有積層於該剝離層之樹脂膜。
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Cited By (1)
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